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什么是竹钢?新型绿色建筑材料

什么是竹钢?新型绿色建筑材料 聿國設計研究院
2022-09-21
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“以竹代木 以竹代钢”让人们对其充满了好奇与不解,新型建筑材料——竹钢。


实景图 

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“竹钢”是一种高性能竹基纤维复合材料,主要是指以竹基纤维帘为基本构成单元按顺纹理方向经热(冷)压胶合而成的板材,因此,“竹钢”也叫做高性能竹基纤维复合材料


该材料以我国南方地区大量生长的竹材资源为原料,把竹子中含有例如糖、水等易氧化腐化的成分去掉,只留下竹纤维和树脂,并把竹子高温高压合成,强度比普通钢材高很多。


尤其是其拉伸强度,是同等重量的钢材的3倍,而其批量生产的成本则基本相当,寿命可长达50年,因此被称作“竹钢” 。

实景图


竹钢性能优势非常明显,现已被广泛运用于建筑结构、工业设计、室外装饰等性能要求高的领域。


-01-

材料特性

Performance

1、产品性能


① 高强度、高密度
竹钢的“强重比”比钢还要高,强度是紫檀的两倍,密度能达到1.2g/cm³。


② 阻燃性强
经检测竹钢属于有机材料B1级(难燃),在燃烧碳化后一定时间内保有一定强度,且无烟无毒气。


③ 耐受性强

户外,材料经28h循环试验(4h水煮+20h烘干+4h水煮),厚度膨胀率≤5%,宽度膨胀率≤1%,比普通木材防潮防蛀,耐候性更好,且成本仅相当于中档木材,后期维护成本低。


④ 低碳环保

甲醛释放量仅为0.1mg/L,符合E1级环保标准 ,属于绿色可再生材料。


⑤ 易于加工
可锯切、可拼接、可连接、可砂刨、可着油/漆。


⑥ 可回收性
竹钢的主要原材料慈竹,因径小、壁薄,工业利用价值偏低,除竹编、造纸外,再无其它工业利用,造成大量资源闲置,且利用后可降解,对环境没污染。

实景图  



-02-

生产工艺及施工工艺

Technic


1、生产工艺


竹钢基本工艺流程:压制→干燥、浸胶→二次干燥→热压、砂光等。

首先,利用设备压制成竹片:

经浸胶、二次干燥后的竹片:

经热压、砂光等处理后的半成品:

最后,裁剪后的“竹钢”成品:


可锯切:虽然竹钢板材非常坚硬,但一样可以运用现有的木材锯切设备任意锯切加工。


可拼接:板材厚度虽然只有20~35mm,长度虽然只有2500mm,但是借用优异的双组份拼板胶,可采用直拼、叠拼、错逢拼、指接、螺接等,可轻易地获取到厚达几米,长达几十米的方材。

可连接:竹钢材因为过于坚硬,所以不方便采用钉接,可以先铣空后再用自攻钉固定连接,因其优秀的握钉性能,连接非常结实。

可砂刨:竹钢材可以像普通木材一样,可砂光,亦可刨光,也可以铣型,加工面可以非常光洁,如没有木材的虫蛀和结疤,加工面会非常完整,无需补腻。

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2、施工工艺

“竹钢”表面具有良好的附着性:

可上色
竹钢亦可采用常规的木材着色剂,调出任意色彩。

可着油、漆
竹钢材饰面可根据具体需要,表面可喷涂、擦刷各类木油、木蜡油、水性清漆、硝基清漆、醇酸清漆以及已调色后的木蜡油和调和漆等等,易于施工。

示意图


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材料造价

Price


竹钢工程材料约18000元/m³,竹钢装饰材料约12000元/m³ 。仅供参考


-04-

应用案例

Application case


1、建筑装饰应用


据了解,竹钢因其自身独特的物理性能,可实现大跨度梁、柱、楼板结构而成为很好的建筑结构用材,同时也因其均匀的质感、自然的观感,可作为独特的装饰材料,而广泛应用于各种环境。

上海竹藤馆的设计希望整个建筑消解墙体、屋顶、结构等建筑要素,以一种连续的、均质表达的界面围合出形态与空间,使建筑器物化、雕塑化,以获得类似竹藤手工艺品的艺术表现力。


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所以经过多种竹藤类材料的编织试验,最终选用了新型环保的可再生复合竹材——高强度竹基纤维复合材料(俗称“竹钢”)。


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在建造方式上,选取30mm宽、5mm厚,2.5m长的竹钢片单元,竖向上在双层索网之间垒叠填充成面,曲面展开方向则沿钢索拼接成与之等长的“经纬线”。


实景图  


同时,每根“经纬线”采用平行排列的双层竹钢片,间隔设置加固条,并在交叉节点处开企口固定,完成两个方向竹钢片与索网连接节点的咬合固定,形成一体化的建构表皮,既展现了张拉索网的结构美感又显示出新型绿色竹材在当代建筑中的创新应用。


竹钢节点 

竹钢加固节点 ©华建集团科创中心创作研究中心

竹钢收边节点及钢结构撑杆节点 


实景图


实景图

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轴测拆解图 


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示意图


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2、建筑立面应用


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建筑外观


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3、景观装置应用


实景图

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